KR102348718B1 - 액체의 가스화를 위한 폭기 요소 - Google Patents

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Abstract

액체들의 가스화 또는 폭기를 위한 폭기 요소는 실질적으로 타원형 횡단면 및 주름진 외부 표면(3, 4)들을 갖고, 주름진 외부 표면들은 사이에 그루브(21)들을 형성하는 리지(20)들을 포함하는, 본질적으로 납작한 강성 지지 요소(2); 공기 공급부로의 연결을 위해 협동하는 피팅을 수용하기 위한 나사 가공된 개구(8); 및 지지 요소(2) 주위에 배치되는 탄성중합체 재료의 가요성 막(5)을 포함한다. 막(5)은 복수의 슬릿(7)들을 갖고, 압축된 가스는 지지 요소(2)와 막(5) 사이로 도입되고, 가스는 슬릿(7)들을 통하여 주변 액체로 빠져나갈 수 있다. 보유 클램프(6)는 지지 요소(2)의 하나 이상의 단부 주위에 막을 유지한다. 체크 밸브 조립체(15)는 지지 요소(2)의 내부 안으로의 액체, 입자들, 슬러지 또는 잔해의 역류를 방지한다.

Description

액체의 가스화를 위한 폭기 요소 {AERATION ELEMENT FOR THE GASIFICATION OF LIQUIDS}
본 발명은 액체들의 가스화를 위한, 특히 물의 폭기(aeration)를 위한 폭기 요소에 이용되는 폭기 요소에 관한 것이다.
이러한 장치는 예컨대 정화 시설들에서 사용된다. 복수의 폭기 요소들이 분배 도관에 배치되며, 이에 의해 분배 도관은 한편으로는 폭기 요소들에 공기 또는 가스를 공급하는 역할을 하고, 다른 한편으로는 또한 폭기 요소들의 보호를 위한 역할을 한다. 복수의 분배 도관들이 결국 시스템을 형성하기 위해 조합될 수 있다.
Messner 의 미국 특허 제 5,015,421 호는 강성의, 판형 폭기 지지 요소 상에 가요성 막을 사용하는 확산 기기를 설명한다. 가요성 막을 위한 기판으로서 역할을 하는 강성 판의 구조로 인해, 폭기 가스 거품들이 막에 제공되는 개구들을 통하여 방출될 때, 또는 폭기 가스의 유동이 멈춰질 때, 막은 지지 판을 따라 특정 지점들에서 구겨지거나 주름이 잡힐 수 있으며, 따라서 이러한 지점들에 피로 및 마모를 야기하고 폭기 요소의 지속성을 감소시킨다.
기다란 폭기 요소가 DE 33 19 161A1 에 개시된다. 게다가, DE 36 00 234 는 물의 폭기를 위한 장치를 개시하며, 이에 따르면 개별 폭기 요소들이 피팅들을 통하여 분배 도관과 연결되며 이 피팅들은 조립 동안 탄성 변형에 의해 동반되는 분배 도관의 보어 내로 프레스되고, 이에 의해 포지티브 연결을 형성한다. 하지만, 폭기 요소들은 판 형상 요소들이다. 이러한 연결은 최대 1 미터 그리고 이를 초과하는 폭기 길이를 가질 수 있는 기다란 폭기 요소들을 위하여 적절하지 않다. 장치가 이동할 때 또는 폭기될 액체에서 유동들이 있는 경우, 긴 폭기 요소들은 레버 아암들과 유사하게 작용하여서, 연결 위치들에서 발생하는 힘들은 판 형상 폭기 요소들의 경우에서보다 더욱더 크다.
동일한 발명자에 의한 미국 특허 7,497,421(U.S. '421) 은 액체들의 가스화를 위한 장치를 설명하며, 그의 개시는 인용에 의해 본원에 포함된다. U.S. '421 은 압축된 가스가 강성 지지 튜브로 이루어지는 관형 폭기 요소 안으로 도입되는 기기를 설명하며 여기서 길이방향 둥근 그루브 및 가요성 막이 튜브 주위에 배치된다. 가스는 막의 슬릿들을 통하여 빠져나간다. 특화된 피팅이 폭기 요소를 분배 도관에 부착하기 위해 제공된다. 하지만 관형 폭기 요소는 폭기 가스 및 거품들을 액체의 주변 용적으로 방출하기 위해 제공되는 제한된 횡단면적으로 인해 그의 폭기 효율이 제한된다.
상기 기술의 어떠한 것도, 지지 부재 주위에 놓이는 가요성 막이 폭기 요소 구성요소들의 피로, 마모 및 짧아진 지속성 없이 작동 동안 확장하고 절첩되는 것을 가능하게 하도록 특별히 디자인되는, 타원형 횡단면을 갖고 증가된 표면적 효율을 갖는 기다랗고, 납작한 폭기 요소를 제공하지 않는다.
또한, 상기 인용된 어떠한 기술도, 기능을 저하시키거나 완전히 중단시킬 수 있는 슬러지(sludge) 또는 다른 입자들이 사용 동안 폭기 요소의 내부로 진입하는 것을 방지하기 위한 수단을 제공하지 않는다. 이는 날카로운 물체의 외부 충돌에 의한 또는 주변 액체의 잔해에 의한 막의 틈이 있는 경우 발생할 수 있다. 입자들 및 슬러지의 역류는 막의 수축된 상태에서 체크 밸브들로서 작용하는, 천공된 막의 미세한 슬릿들에 의해 억제된다.
따라서 본 발명의 목적은 더 큰 지속성 및 탄력을 갖고, 다양한 구성들의 새로운 또는 기존 폭기 시스템들에 장착되는 것이 가능한, 이용 가능한 더 큰 횡단면적을 갖는 더 효율적인 폭기 요소를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 납작하고 기다란 폭기 요소에 의해 실현되며 이는 실질적으로 타원형 횡단면을 갖는 지지 부재, 탄성중합체 그리고 가요성 관형 막으로서 이 막이 폭기 요소 주위에 놓일 때 단지 폭기 요소의 정상 표면에 제공되는 공기 슬릿들을 갖는, 탄성중합체 그리고 가요성 관형 막, 및 가스 또는 공기의 공급을 위한 역할을 하는 분배 도관에 폭기 요소를 연결하기 위한 나사 가공된 연결부를 갖는 공기 입구를 갖는다.
폭기 요소의 지지 부재는 주름진, 중공 프로파일형 그리고 주름진 외부 표면들을 갖는 강성의, 경질 플라스틱 재료로 이루어져서, 복수의 그루브들이 지지 부재의 내부 표면과 외부 표면 모두에, 주름진 표면들의 리지(ridge)들 사이에 형성된다.
폭기 요소에는 막을 제 위치로 보유하기 위한 클램프가 제공되고, 또한 지지부는 클램프가 미끄러지는 것을 방지하기 위해 그리고 축방향의 길이방향 장력 하에서 막을 유지하기 위해 기계 비드(machine bead)를 포함하며, 이에 의해 막이 사용 동안 지지 부재로부터 미끄러지는 것을 방지한다.
폭기 요소에는 지지 부재의 상부 표면에 개구의 형태의 체크 밸브가 제공될 수 있으며, 이는 막이 슬러지 내에 부유하는 경질 물체에 의해 또는 시스템의 조립 또는 작동자의 시스템 수리 동안 우발적으로 틈이 생기거나, 절단되는 경우, 슬러지 및 다른 재료들을 제공하는 역류 또는 체크 밸브 기능을 수행하기 위해 가요성, 탄성중합체 막 또는 플랩과 협동하여 작용한다. 하지만, 막을 통한 역류 또는 응축으로부터의 액체는 질소 제거(de-nitrification)를 위한 간헐적인 사이클 및/또는 생물학적 프로세스들 순서의 작동 배치의 산소 결핍 페이스 동안 공기가 차단될 때 공기 공급 시스템으로 진입하는 것을 방지한다.
폭기 요소에는 정화 탱크 또는 풀(pool)/연못의 폭기 시스템에서 사용시, 예컨대 장착 또는 지지 브래킷을 탱크 또는 풀의 저부 또는 다른 표면에 고착시킴으로써 기다란 폭기 요소의 단부(들)를 제 위치로 지지 또는 고정하기 위한 장착 또는 지지 브래킷이 더 제공된다.
본 발명의 특히 유리한 실시예에 따르면, 폭기 요소들은 분배 도관의 대향 위치들에 쌍들로 각각 배치되며, 이에 의해 주어진 횡단 평면에서, 분배 도관에는 2 개의 대향하여 배치되는 위치들에 2 개의 폭기 요소들을 서로 연결하는 단일 볼트가 통과하는 보어들이 제공된다. 이러한 방식으로, 분배 도관의 벽에 대한 볼트의 지지가 각각의 다른 폭기 요소에 의해 실행된다. 따라서 폭기 요소들은 서로 상호 지지하고, 장치는 최소 개수의 부품들로 지탱될 수 있다.
본 발명의 다른 구체적인 특징들은 이후에 상세하게 설명될 것이다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적들 그리고 이점들이 첨부된 개략적인 도면들과 관련한 이후의 설명으로부터 더 명백하게 나타날 것이다.
도 1은 본 발명의 폭기 요소의 평면도를 도시하고,
도 2는 외부 막의 절단부를 갖는 폭기 요소의 평면도이고,
도 3은 가요성 막이 부풀어진 상태로 폭기 요소 주위에 배치되는 도 1의 폭기 요소의 길이방향 횡단면도이고,
도 3a는 가요성 막이 수축된 상태로 폭기 요소 주위에 배치되는 도 1의 폭기 요소의 길이방향 횡단면도이고,
도 4는 가요성 밴드가 제 위치에 있는 체크 밸브 및 보유 클램프를 도시하는 폭기 요소의 정상도(top view)이고,
도 5는 도 1의 폭기 요소의 주름진 표면 및 체크 밸브 밴드를 노출시키기 위해 가요성 막을 절단도로 나타낸 폭기 요소의 연결 단부의 도면이고,
도 6은 체크 밸브 개구를 노출시키기 위해 체크 밸브 밴드/플랩을 절단한 폭기 요소의 연결 단부의 다른 도면을 도시하고,
도 6a는 체크 밸브 밴드/플랩이 완전히 제거된 폭기 요소의 연결 단부의 다른 도면을 도시하고,
도 7은 나사 가공된 공기 포트 연결부와 연결되는 공기 공급 홀(hole)을 노출시키기 위해 체크 밸브 밴드/플랩 및 외부 막이 절단되어 도시되는 폭기 요소의 연결 단부의 다른 도면이고,
도 8 및 도 8a는 막 및 클램프의 미끄럼을 방지하기 위해 지지 부재에 형성되는 비드 및 그립 리지들의 상세도들이고,
도 9는 분배 도관의 대향 측들에 연결되는 2 개의 본 발명의 폭기 요소들의 평면도이고,
도 9a 내지 도 9d는 분배 도관에 대한 폭기 요소의 연결 및 위치지정, 뿐만 아니라 공통 분배 도관을 따른 폭기 요소들의 복수의 이러한 쌍들의 배열을 도시하는 도 9의 2 개의 폭기 요소들의 횡단면도 및 정상도들이고,
도 10 내지 도 10b는 분배 도관 또는 다른 공기 공급 기기에 대한 복수의 본 발명의 폭기 요소들의 배열을 위한 다양한 실시예들을 예시하는 평면도들이고,
도 11은 장착 조립체에 위치되는 본 발명의 폭기 요소의 평면도이고,
도 11a 내지 도 11c는 각각 도 11의 장착 조립체의 측면도, 정상도 및 횡단면도이고,
도 12는 도 11의 장착 조립체의 다른 횡단면도이고,
도 12a 및 도 12b는 도 11의 장착 조립체의 평면도이고 이에 연결되는 나사 가공된 호스 커플링 및 가요성 호스를 도시하고,
도 13은 장착 브래킷 조립체의 다른 실시예의 평면도이고,
도 13a 내지 도 13c는 도 13의 장착 브래킷 조립체의 다른 세부사항들을 도시하고,
도 14는 나사 가공된 호스 커플링을 갖는 장착 브래킷 조립체의 다른 평면도를 도시하고,
도 14a 내지 도 14c는 도 14의 장착 브래킷 조립체 및 호스 커플링의 다른 도면들을 도시한다.
이제 도면들, 특히 도 1 및 도 2를 상세하게 참조하면, 본 발명의 기다란 납작한 디퓨저 폭기 요소(1)는 본질적으로 타원형 횡단면을 갖는 본질적으로 납작한 강성 지지 요소(2)를 갖는다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 타원형 횡단면을 갖는 지지 요소(2)는 경질의, 단단한 주름진 중공 프로파일(11)을 가져서, 지지 요소의 대향 표면(3, 4)들(각각 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 상부 및 하부 표면들)에는 상승된 부분들 또는 리지(20)들 그리고 이들 사이에 배치되는 채널들 또는 그루브(21)들이 제공되는 주름진 표면들이 제공된다.
슬리브(5) 또는 가요성 막은 지지 요소(2)를 중심으로 배치되고 스테인리스 강 또는 다른 재료로 만들어진 클램프(6)에 의해 지지 요소(2)의 하나 이상의 단부 주위에 고착되고, 이 클램프는 지지 요소(2)에 맞닿아 기밀 방식으로 슬리브(5)를 제 위치로 유지하기 위해 위치된다. 슬리브(5)는 슬리브(5)가 지지 요소(5) 주위의 제 위치에 있을 때 단지 지지 요소(2)의 상부 표면(3)에 위치되는 슬릿(7)들의 형태의 구멍들을 포함한다. 슬리브(5)는 바람직하게는 EPDM, 실리콘, 폴리우레탄, 중합체 열경화성 수지 및 열가소성 탄성중합체들과 같은 재료로 만들어진다.
폭기 요소(1)는, 이하에 설명될 것과 같은, 공기 분배 도관과 같은 공기 공급부에 협동하는 피팅에 의한 부착을 위한 나사 가공된 공기 포트 연결부(8)를 더 포함한다. 방사상 리브(9)들은 개구 채널들 및 지지 요소(2)의 개방 단부를 위한 구조적 지지부를 형성하기 위해 연결부(8)로부터 외향으로 연장한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 나사 가공된 공기 포트 연결부(8)는 지지 요소(2)의 공기 공급 홀(10)에 연결되고, 이를 통하여 폭기 요소(1) 안으로 공급되는 공기가 지지 요소(2) 안으로 유동한다. 도 3 및 도 3a에 도시된 바와 같이, 공기 공급은 주름진 프로파일(11)과 슬리브(5) 사이에서 유동하고, 슬리브(5)가 부푸는 것을 야기하며; 공기는 지지 요소(2)의 정상 또는 상부 표면의 슬리브(5)에 형성되는 슬릿(7)들을 통하여 주변 액체로 슬리브(5)로부터 방출된다.
도 3a는 슬리브(5)가 주름진 프로파일(11) 상으로 떨어지는 수축된 또는 절첩된 상태에 있는 슬리브(5)를 도시하며; 이는 슬리브(5)의 제어된 반경 또는 접힘을 가능하게 한다. 또한, 리지(20)들 및 그루브(21)들은 슬리브(5)가 감압 상태에서 구김들을 형성하는 것을 방지하며 이에 의해 유닛의 수명 기대를 연장한다. 작동 동안, 지지 요소(2)의 중심 또는 내부는 폭기 요소(1)가 침지될 때 물 및/또는 슬러지로 충전된다. 폭기 요소(1)의 본 발명의 구조는 이러한 침지된 상태의 폭기 요소의 감소된 부력을 제공한다. 슬리브(5)가 부풀어질 때, 이는 주름진 프로파일(즉, 리지(20)들 및 그루브(21)들)이 눈에 띄지 않을 수 있도록 원통 형상으로 확장한다. 놀랍게도, 본 발명은 슬리브(5)가 그의 부풀어진 상태이든 부풀어지지 않은 상태이든, 슬리브(5)의 내측 둘레가 지지 요소(2)의 표면의 외측 둘레와 동일할 때 가장 잘 작용한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 지지 요소(2)는 프로파일형 천이부들 또는 단차부(14)를 포함하여서 슬리브(5)의 내경 둘레가 지지 요소(2)의 주름진 프로파일(11)의 외경 둘레와 동등하게 된다.
도 5는 지지 요소(2) 및 그의 주름진 프로파일(11)을 드러내기 위해 외부 슬리브(5)가 절단된 폭기 요소(1)를 도시한다. 폭기 요소(1)는, 바람직한 실시예에서 체크 또는 역류 밸브 조립체(15)를 포함한다. 체크 밸브 조립체(15)는 개구(16) 그리고 폭기 요소(1)의 작동 동안 개구(16)를 커버하기 위해 지지 요소(2) 주위에 위치되는 가요성, 탄성중합체 밴드(17)를 포함한다. 밴드(17)는 바람직하게는 지지 요소(2)의 내부 안으로의 기류 분배를 보조하기 위해 컷아웃(cut-out) 부분들을 포함한다. 밴드 또는 플랩(17)이, 막 슬리브(5)가 슬러지에 부유하는 잔해의 외부 충돌에 의해 틈이 생기거나 절단될 때 슬러지 또는 다른 잔해의 역류가 발생한다면, 또는 슬리브(5)가 폭기 시스템의 설치 또는 수리 동안 외부적으로 손상될 때, 잔해가 폭기 요소(1)의 내부로 진입하고 그의 작동을 저하시키는 것을 방지하기 위해 개구(16)를 커버하도록 위치된다. 밴드(17)를 수용하고 지지 요소(2)의 균일한 외부 둘레를 유지하기 위해, 도 6 및 도 6a로부터 볼 수 있는 바와 같이, 지지부(2)의 재료의 일부는 밴드(17)를 위한 리세스 구역(18)을 형성하기 위해 지지 요소(2)로부터 제거된다.
도 6 및 도 6a는 체크 또는 역류 밸브 조립체(16)의 다른 세부사항들을 도시한다. 도 6에서, 밴드(17)는 개구(16)를 노출시키기 위해 부분적으로 절단되어 도시되는 반면, 도 6a는 밴드(17)가 완전히 제거된 것을 도시한다.
도 8은 스테인리스 강 또는 다른 재료로 만들어지고, 슬리브(5)를 제 위치로 유지하기 위해 폭기 요소(1)의 단부들 근처에 위치되는 클램프(6)의 세부 사항을 도시한다. 바람직하게는, 지지 요소(2)에는 클램프(6)가 미끄러지는 것을 방지하고 슬리브(5)를 축방향 및 길이방향 장력 하에 유지하기 위해 클램프(6) 상의 리세스(26)와 협동하는 비드(22)가 제공되며, 이에 의해 슬리브(5)는 지지 요소(2)로부터 미끄러지는 것이 방지된다. 또한, 지지 요소(2)에는 클램프(6)의 공기 밀봉 기능을 개선하기 위해 그립들 또는 그루브들(23)이 제공될 수 있으며, 이는 지지 요소(2) 상으로 슬리브(5)를 더 압축한다(또한 도 8a 참조).
도 9는 여기서 분배 도관(27)으로서 도시된, 공기 공급부에 나사 가공된 공기 포트 연결부(8)를 통하여 연결되는 2 개의 폭기 요소(1)들을 도시한다. 공기 포트 연결부(8)는 분배 도관(27)에 밀봉된 연결부를 형성하기 위해 피팅, 예컨대 동일한 발명자에 의한 미국 특허 제 7,497,421 호에 개시되는 것과 같은 피팅과 협동하도록 구성되며, 이 특허의 요지는 본원에 인용에 의해 포함된다. 폭기 요소(1)들은 분배 도관(27)에 수직으로 연장한다. 분배 도관(27)에는 폭기 요소(1)들의 복수의 이러한 쌍들이 구비될 수 있다. 지지 요소(2)는 그의 단부들에서 개방되어서, 이에 의해 폭기 요소를 둘러싸는 물 또는 다른 액체가 지지 요소(2)의 내부로 접근한다. 상기 설명된 바와 같은 슬리브(5)는 탄성 재료, 특히 납작한 지지 요소(2)의 표면 주위로 연신하는 고무 또는 고무형 중합체 재료이다. 슬리브(5)가 부풀어지지 않을 때, 그리하여 폭기가 발생하지 않을 때, 슬리브(5)는 납작한 지지 요소(2)의 표면의 곡률들로 변형하지만, 지지 요소(2)의 주름진 외측 표면은 슬리브(5)의 구김 형성을 방지한다.
상기 구조 방식의 결과로서, 작동 동안 지지 요소(2)의 단지 적은 부분이 공기로 충전되고, 폭기 요소의 부력은 따라서 낮고, 이는 매우 긴 폭기 요소(1)들에 대하여 특히 유리하다. 폭기 요소(1)의 길이는 분야, 즉 폭기되는 구역의 크기 및 용적에 따라 변할 수 있다. 매우 긴 폭기 요소들에 의해, 장착 조립체들이 액체 내의 폭기 요소(2)들의 수직 및 가로 운동 또는 좌굴(buckling)을 방지하기 위해 탱크, 풀 또는 다른 컨테이너의 저부 표면에 폭기 요소들을 고정하기 위해 이용될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 분배 도관(27)에 연결된 2 개의 폭기 요소(2)들을 횡단면도로 도시하는 반면, 도 9c는 분배 도관(27)에 연결되는 폭기 요소(2)의 정상도를 도시한다. 도 9 및 도 9c에서 볼 수 있는 바와 같이, 도면들은 슬릿(7)들이 단지 슬리브(5)의 정상 표면(3)의 일부에 위치된 것을 도시하지만, 슬릿(7)들은 슬리브(5)의 전체 정상 표면(3)에 걸쳐 고르게 분산된다. 공기 포트 연결부(8) 안으로 이송되는 공기는 공기 공급 홀(10)을 통하여 유동할 수 있고 미세한 거품들로서 슬릿(7)들을 통하여 주변 물 또는 액체로 빠져나간다.
도 9d는 공통 분배 채널(27)을 따라 도 9의 쌍을 이루는 관계로 연결되는 복수의 폭기 요소(1)들을 도시한다. 폭기 요소(1)들은 도 9d에 도시된 바와 같이 서로로부터 이격되거나, 예컨대 도 10에 도시된 바와 같이 서로 인접하여 배열될 수 있다.
바람직하게는 공기 분배 도관(27) 또는 다른 공기 공급부 또는 매니폴드에 대한 폭기 요소(1)의 연결은 공기 포트 연결부(8) 사이의 밀봉된 연결을 형성하기 위해 협동하는 나사 가공된 피팅을 연결함으로써 그리고 도 9a 내지 도 9c에 예로서 도시된 피팅 배열에 의한 공기 분배 방식에 의해 영향을 받는다.
도 10 내지 도 10d는 폭기될 액체의 용적 및 특정 분야의 다른 파라미터들에 따른 복수의 폭기 요소(1)들을 배열하기 위한 다양한 고려되는 구성들을 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 폭기 요소(1)들은 베이스 프레임(41) 또는 지지 구조물에 나란하게 배열될 수 있거나 결국 공급 튜브, 파이프 또는 호스를 통하여 공기가 공급되는 공통 도관(42)을 통하여 공기가 공급될 수 있다.
도 10a는, 다시 나란하게 배열되지만 도 9에 도시된 바와 같이 분배 도관(27)에 연결되는 폭기 요소(1)들의 다른 가능한 구성을 도시한다.
도 10b는 폭기 요소(1)들의 다른 구성을 도시하며, 여기서 요소(1)들은 골조 또는 트랙(43)들에 이격된 관계로 배열되고, 각각의 폭기 요소는 개별 공기 공급부(44)를 갖는다.
폭기 요소(1)의 기다란 본질로 인해 그리고 특히, 분야가 극도로 긴 폭기 요소(1)들을 요구할 때, 장착 조립체가 폭기된 물을 담고 있는 컨테이너, 풀, 연못 등의 저부 표면에 폭기 요소(들)를 고착하기 위해 제공될 수 있다. 상기 언급된 바와 같이, 장착 기기 또는 브래킷은 사용 동안 폭기 요소(들)의 수직 또는 가로 운동을 방지한다.
도 11은 폭기될 물의 본체 또는 컨테이너의 저부 또는 바닥에 폭기 요소(1)를 고착하기 위한 장착 조립체(50)의 실시예를 도시한다. 장착 조립체(50)는 플랜지(51, 52)들 및 프로파일형 바(55)의 협동하는 그루브에 수용되는 각각의 협동하는 볼트(53, 54)들을 포함한다. 폭기 요소(1)는 플랜지(51, 52)들과 프로파일형 바(55) 사이에 위치되고 클램핑되며, 결국 폭기될 물의 컨테이너/본체의 바닥 또는 저부 표면(60)에 핀 또는 볼트(56)를 통하여 부착된다.
도 11a는 장착 조립체(50), 프로파일형 바(55) 및 고착 볼트 및 너트 조립체(56)의 측면도를 도시한다. 도 11b는 장착 조립체(50) 및 폭기 요소(50)의 정상도를 도시하고, 도 11c는 상기 설명된 바와 같이 제 위치로 폭기 요소(1)를 유지하기 위해 제 위치에 있는 장착 조립체(50)의 횡단면도를 도시한다. 다시, 폭기 요소(들)(1)의 길이 및/또는 폭기 요소(1)들이 위치되는 깊이에 따라서, 특정 분야에 따르면, 하나 또는 그 초과의 이러한 장착 조립체(50)들이 폭기 요소(1)들을 안정화하고 고착시키는데 이용될 수 있다.
도 12, 도 12a 및 도 12b는 도 11의 장착 브래킷 조립체를 도시한다. 이러한 실시예에서, 공기 공급부에 폭기 요소(1)를 연결하기 위한 제 1 타입의 커플링이 예에 의해 도시된다. 밴드 클램프를 사용하는 임의의 타입의 재료의 호스를 연결하기 위한 나사 가공된 어댑터 또는 커플링(61)이 일반적으로 공지된 방식으로 이용되고, 커플링(61)은 공기 포트 연결부(8)에 수용된다. 도 13, 도 13a, 도 13b 및 도 13c는 폭기될 액체를 담고 있는 탱크의 저부 또는 바닥(60)에 폭기 요소의 하나 또는 양단부들을 고착하기 위한 조절 가능한 장착 브래킷(66)의 실시예를 도시한다. 조절 가능한 장착 브래킷(66)은 예컨대 콘크리트 바닥 상으로 시멘트 굳힘될 수 있고 볼트(68)들에 의해 고착될 수 있다. 브래킷(66)은 폭기 요소(1)를 레벨링(level)하기 위해 브래킷(66)의 높이/위치가 조절되는 것을 가능하게 하는 다른 볼트(69)를 수용하기 위한 리세스를 포함한다. 도 13a는 공기 포트 연결부(8)에 수용되는 협동하는 나사 가공된 커플링에 연결되는 가요성 호스(64)와 함께, 공기 공급부에 폭기 요소(1)를 연결하는데 사용될 수 있는 제 2 타입의 커플링으로서 나사 가공된 호스 커플링(62)을 도시한다. 도 13b는, 마찬가지로 탱크의 저부 또는 바닥(60)에 장착 브래킷(66)에 의해 고착되는 폭기 요소(1)의 단부(호스(64)가 연결 가능한 폭기 요소(1)의 단부에 반대)를 도시한다.
도 13c는 폭기 요소(1)의 측면도를 도시하며 여기서 장착 브래킷(66)들은 폭기 요소를 대향 단부들에서 바닥(60)에 고착하고 나사 가공된 호스 커플링(62) 및 가요성 호스(64)가 부착된다.
마지막으로, 도 14 내지 도 14b는 다시 탱크의 바닥 또는 저부(60)에 폭기 요소(1)의 대향 단부들을 고착하는 조절 가능한 장착 브래킷(66)을 도시하지만, 기기에 공기를 공급하기 위한 나사 가공된 호스 커플링(62) 및 가요성 호스(64)를 수용하기 위해 제공되는 나사 가공된 어댑터 또는 연결부(61)를 또한 예시한다.
본 발명의 폭기 요소(1)의 상기 설명된 특징들은 낮은 공기 유량으로 폭기될 액체로의 공기 거품들의 개선되고 안정적인 분배를 제공하고, 따라서 에너지 효율을 강화한다.
또한, 타원형 횡단면을 갖는 본질적으로 납작한 요소로서의 폭기 요소의 본 발명의 구조는 상기 논의된 바와 같이, 둥근 또는 관형 폭기 요소들을 이용하는 공지된 폭기 기기들보다 더 큰 표면적 효율을 제공한다. 또한, 가요성 슬리브와 관련된 지지 요소의 본 발명의 주름진 프로파일은 슬리브의 증가된 지속성을 제공하고, 작동 실패 및 폭기 조립체에 손상을 야기할 수 있는 탄성중합체 슬리브 재료의 피로 및/또는 찢어짐을 유도하는 슬리브의 접힘들 및 구김들을 방지한다.
본 명세서는 2001년 10월 12일에 출원된 독일 우선권 문서 DE 101 50 180.3, 미국 특허 제 7,497,421 호, 및 미국 특허 제 6,769,673 호의 개시를 인용에 의해 포함한다.
본 발명은 물론 명세서 및 도면들의 특정 개시로 결코 제한되지 않으며, 또한 첨부된 청구 범위들의 범주 내의 임의의 수정들을 포함한다.

Claims (10)

  1. 액체의 가스화(gasification) 또는 폭기(aeration)를 위한 폭기 요소로서,
    실질적으로 납작한(flattened) 타원형 횡단면 및 주름진 중공 프로파일(corrugated hollow profile)을 갖는 강성 지지 요소(2)로서, 상기 주름진 중공 프로파일은 주름진 외부 표면(3, 4)들, 및 상기 주름진 중공 프로파일 내부의 중공 공간을 바로 대면하는(directly facing) 주름진 내부 표면들을 갖고, 상기 주름진 외부 표면들은 리지(ridges; 20)들 사이에 그루브(21)들이 형성되는 상기 리지(20)들을 포함하는, 강성 지지 요소(2),
    공기 공급부에 대한 밀봉된 연결을 위해 협동하는 피팅을 수용하기 위한 나사 가공된 개구(8),
    상기 지지 요소 주위에 배치되는 가요성 막(5)으로서, 상기 막(5)은 내부에 배치되는 복수의 슬릿(7)들을 갖고, 압축된 가스가 상기 지지 요소(2)와 상기 막(5) 사이로 도입되고 상기 슬릿(7)들을 통하여 가스화될 액체로 빠져나갈 수 있는, 가요성 막(5), 및
    상기 막(5)을 상기 지지 요소(2)의 하나 이상의 단부 주위에 유지하기 위한 하나 이상의 보유 클램프(6)를 포함하는,
    폭기 요소.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 요소(2)의 내부 안으로 잔해의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브 조립체(15)를 더 포함하고, 상기 체크 밸브 조립체(15)는 지지 요소(2)에 형성되는 개구(16) 및 상기 지지 요소(2)의 둘레 주위에 위치되고 상기 잔해로부터 상기 개구를 밀봉하기 위해 상기 개구(16)를 커버하는 가요성 밴드(17)를 포함하며, 상기 지지 요소(2)는 하나 이상의 단부 주위에 단차식 부분을 포함할 수 있고, 상기 단차식 부분은 상기 체크 밸브 조립체(15)의 가요성 밴드(17)를 수용하기 위한 리세스 구역(18)을 포함하는,
    폭기 요소.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 막(5)은 상기 지지 요소(2)의 외측 둘레와 동일한 내측 둘레를 갖고/갖거나, 상기 지지 요소(2)는 상기 클램프(6) 상의 협동 리세스(26) 내에 수용되는 상승된 비드(22) 및 지지 요소(2)를 중심으로 상기 하나 이상의 클램프(6) 및 상기 막(5)의 위치를 유지하기 위한 복수의 그립(23)들을 포함하는,
    폭기 요소.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 막(5)은 EPDM, 실리콘, 폴리우레탄, 중합체 열경화성 수지 및 열가소성 탄성중합체들로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 재료로 만들어지고/지거나, 상기 지지 요소(2)는 플라스틱, 알루미늄 또는 스테인리스 강으로 만들어지는 강성 재료를 포함하는,
    폭기 요소.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 지지 요소(2) 내의 나사 가공된 개구(8)는 상기 지지 요소(2)의 내부 안으로 기류를 공급하기 위한 공기 공급 홀에 연결되는,
    폭기 요소.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    복수의 방사상 리브(9)들이 상기 나사 가공된 개구(8)로부터 외향으로 연장할 수 있고, 상기 방사상 리브(9)들은 공급된 공기의 유동을 지지 요소(2)의 내부를 향하여 지향시키도록 구성되고, 상기 지지 요소(2)는 대향하는 길이방향 단부들에서 개방될 수 있는,
    폭기 요소.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 폭기 요소의 하나 이상의 단부에 있는 표면(60)에 폭기 요소(1)를 고착하기 위한 장착 조립체(50)를 더 포함하고, 상기 장착 조립체(50)는 침지된 상태에서 폭기 요소(1)의 수직 및 수평 운동을 방지하도록 구성되고, 상기 표면(60)은 가스화될 액체를 담고 있는 탱크 또는 풀(pool)의 바닥 또는 저부일 수 있는,
    폭기 요소.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 장착 조립체(50)는 폭기 요소(1)를 하나 이상의 조절 가능한 플랜지(51, 52) 사이에 고착하기 위한 상기 하나 이상의 조절 가능한 플랜지(51, 52); 프로파일형 바(profiled bar; 55)로서 상기 하나 이상의 플랜지(51, 52)가 상기 프로파일형 바에 고착되는, 프로파일형 바(55); 및 상기 프로파일형 바(55)를 상기 표면(60)에 고착하기 위한 나사 가공된 볼트 연결부(56)를 포함하는,
    폭기 요소.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 폭기 요소의 하나 이상의 단부에 있는 표면(60)에 폭기 요소(1)를 고착하기 위한 조절 가능한 장착 브래킷(66)을 더 포함하고, 상기 조절 가능한 장착 브래킷(66)은 표면(60)에 대한 폭기 요소(1)의 높이의 조절을 가능하게 하고 침지된 상태에서 폭기 요소의 수직 및 수평 운동을 방지하도록 구성되며, 상기 표면(60)은 가스화될 액체를 담고 있는 탱크 또는 풀의 바닥 또는 저부일 수 있는,
    폭기 요소.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    협동하는 나사 가공된 호스 커플링(62)을 수용하기 위한 나사 가공된 커플링(61) 및 폭기 요소(1)에 공기 공급을 제급하기 위한 가요성 호스(64)를 더 포함하는,
    폭기 요소.
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